(57)【要約】    【課題】  フレキシブル・フラット・ケーブルの打撃音を無くしたスパイラルケーブルユニットを提供する。    【解決手段】  スパイラルケーブルユニット７０は、ステータ部７３とロテータ部７２とを有し、当該ステータ部７３とロテータ部７２との間にフレキシブル・フラット・ケーブル７１が渦状に納められている。フレキシブル・フラット・ケーブル７１が重力により当接する支持板７６に弾性コーティング７６ａを施してあるので、弾性コーティングの弾力性で、支持板７６とフレキシブル・フラット・ケーブル７１との間で振動に起因し発生する打撃音を緩衝することができる。【選択図】  図３
2007066550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル・フラット・ケーブルの１端部が固定されるステータ部と、他端部が固定されるロテータ部とを有し、当該ステータ部とロテータ部との間に前記フレキシブル・フラット・ケーブルが渦状に納められるスパイラルケーブルユニットにおいて、
前記フレキシブル・フラット・ケーブルが重力により当接する面に弾性コーティングを施したことを特徴とするスパイラルケーブルユニット。
【請求項２】
前記フレキシブル・フラット・ケーブルが重力により当接する面の対向面に防振シートを配置したことを特徴とする請求項１のスパイラルケーブルユニット。
【請求項３】
前記弾性コーティングは、ウレタンビーズを内包したフッ素系コーティングであることを特徴とする請求項１又は請求項２のスパイラルケーブルユニット。
【請求項４】
前記防振シートは、ウレタンにＰＥＴシートを被覆してなることを特徴とする請求項２又は請求項３のスパイラルケーブルユニット。
【請求項５】
前記フレキシブル・フラット・ケーブルが重力により当接する面の弾性コーティングは、防振シートの上に施されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１のスパイラルケーブルユニット。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れかの前記スパイラルケーブルユニットを備え、
運転状況を検出する状況センサと、前記スパイラルケーブルユニットを介して電力が供給され操舵輪の切れ角を変更するためのモータと、前記モータの角度センサと、前記モータの回転を所定減速比で減速して出力する減速機構と、を有し、前記減速機構の出力によりステアリングの舵角に対する操舵輪の切れ角を運転状況に応じて変更する操舵系伝達比可変装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル・フラット・ケーブルの１端部が固定されるステータ部と、他端部が固定されるロテータ部とを有し、当該ステータ部とロテータ部との間に該フレキシブル・フラット・ケーブルが渦状に納められるスパイラルケーブルユニット、及び、ステアリングの舵角に対する操舵輪の切れ角を運転状況に応じて変更する操舵系伝達比可変装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の操舵系伝達比可変装置は、自動車の操舵系にアクチュエータを連結し、ステアリングの舵角、車速その他の運転情報に応じてアクチュエータを駆動制御することで、ステアリングの舵角に対する操舵輪の切れ角を運転状況に応じて変更する構成になっている（例えば、特許文献１参照）。ステアリングの回転数分（例えば、左右２．５回転、合計５回転分）の回転差を吸収して該アクチュエータへの給電、信号の伝送を行い得るよう、フレキシブル・フラット・ケーブルを渦状にして収容するスパイラルケーブルユニットが用いられている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−５３４４６号公報
【特許文献２】特開２００４−２２４３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、スパイラルケーブルユニットでは、ステータ部とロテータ部との間で摺動できるように、フレキシブル・フラット・ケーブルとステータ部及びロテータ部との間にはクリアランスが設けられている。このため、ロテータ部の回転軸方向に沿って振動が加わると、フレキシブル・フラット・ケーブルとロテータ部との間、及び、フレキシブル・フラット・ケーブルとステータ部との間で打撃音（ラトル音）が発生する。ここで、操舵系伝達比可変装置での騒音はステアリング系を介して運転者へ直接伝わるため、小さな打撃音でも運転者にとって耳障りになる。
【０００４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、フレキシブル・フラット・ケーブルの打撃音を無くしたスパイラルケーブルユニット及びそれを用いる操舵系伝達比可変装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本願発明では、フレキシブル・フラット・ケーブル７１の１端部７１ｓが固定されるステータ部７３と、他端部７１ｅが固定されるロテータ部７２とを有し、当該ステータ部７３とロテータ部７２との間に前記フレキシブル・フラット・ケーブル７１が渦状に納められるスパイラルケーブルユニット７０において、
前記スパイラルケーブルユニット７０が、その軸線Ｘ−Ｘが傾斜する状態で配置され、
前記フレキシブル・フラット・ケーブル７１が重力により当接する面７６に弾性コーティング７６ａを施したことを技術的特徴とする。
【０００６】
本願発明では、フレキシブル・フラット・ケーブルが重力により当接する面に弾性コーティングを施してあるので、弾性コーティングの弾力性で、当接する面とフレキシブル・フラット・ケーブルとの間で振動に起因し発生する打撃音を緩衝することができる。また、フレキシブル・フラット・ケーブルと当接面との間で常時発生するフレキシブル・フラット・ケーブルの摺動音を低減することができる。ここで、フレキシブル・フラット・ケーブルは当接面上を常時摺動するが、弾性コーティングは強固に当接面に固着し、表面が滑り易いため、フレキシブル・フラット・ケーブルの摺動により弾性コーティングが剥離することがない。
【０００７】
請求項２では、フレキシブル・フラット・ケーブルが重力により当接する弾性コーティングの施された面の対向面に防振シートを配置してある。対向面は、自重で当接面上にあるフレキシブル・フラット・ケーブルと離れており（クリアランスが大きい）、振動が加わった際に、フレキシブル・フラット・ケーブルが大きな慣性力を蓄えた状態で当たることになる。この対向面に、厚く大きな緩衝力を備える防振シートを備えることで、振動に起因し発生する打撃音を緩衝することができる。ここで、フレキシブル・フラット・ケーブルは対向面に常時摺動する訳ではないので、フレキシブル・フラット・ケーブルによって防振シートが剥離することがない。
【０００８】
請求項３では、弾性コーティングは、ウレタンビーズを内包したフッ素系コーティングであり、弾性を備えながら強固に当接面に固着することができるため、フレキシブル・フラット・ケーブルの摺動により剥離することがない。
【０００９】
請求項４では、防振シートは、ウレタンにＰＥＴシートを被覆してなるため、厚みを厚くすることが容易で、大きな緩衝力を備えることができ、フレキシブル・フラット・ケーブルが大きな慣性力を有した状態で当たる対向面で、振動に起因し発生する打撃音を緩衝することができる。滑りの良いＰＥＴシートを被覆しているので、常時発生するフレキシブル・フラット・ケーブルの摺動音を低減することが可能である。
【００１０】
請求項５では、フレキシブル・フラット・ケーブルが重力により当接する面の弾性コーティングは、防振シートの上に施されており、弾性コーティングによりフレキシブル・フラット・ケーブルが常時摺動しても剥離が生ぜず、厚みの厚い防振シートによって振動に起因し発生する打撃音を最小にできる。
【００１１】
請求項６の操舵系伝達比可変装置は、本願のスパイラルケーブルユニットを備えるため、車両走行中の振動に起因し、ステアリング系で発生する打撃音を緩衝することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
[第１実施形態]
本発明の実施形態に係る操舵系伝達比可変装置を図１〜図３を参照して説明する。図１は、実施形態に係る操舵系伝達比可変装置１０の全体構成を示す説明図である。ステアリング１２は、ステアリングシャフト１４に固定され、ステアリングシャフト１４は、舵角に対する操舵輪２６の切れ角を運転状況に応じて変更するアクチュエータ３０の入力側に接続されている。アクチュエータ３０は、差動式の波動歯車機構４０と、その波動歯車機構４０を駆動するサーボモータ３４とから構成されている。アクチュエータ３０の出力側は、ピニオンシャフト１６に接続され、ピニオンシャフトの先端のピニオンギヤ１８は、ラック２０に噛合している。ラック２０の両端からはタイロッド２２、２２が延びており、これらタイロッド２２、２２が左右の操舵輪２６，２６の回転支持部２４，２４に連結されている。
【００１３】
図２は、アクチュエータ３０の断面図である。このアクチュエータ３０は、一体に結合されているハウジング５２、５４、５６内に、ロック機構３８、モータ３４及びギヤ機構としての波動歯車機構４０が設けられ、ハウジング５２外にはスパイラルケーブルユニット７０が設けられている。スパイラルケーブルユニット７０は、ロテータ部７２とステータ部７３とからなり内部にフレキシブル・フラット・ケーブル７１を渦巻き状に収容する。ステアリングシャフト１４の下端１４ａは、スパイラルケーブルユニット７０のロテータ部７２を介してアクチュエータ３０の入力側となるハウジング５２に接続され、これによりハウジング５２とステアリングシャフト１４とが一体として回転するようになっている。一方、ピニオンシャフト１６の上端１６ａがアクチュエータ３０の出力側に接続されている。
【００１４】
モータ３４はハウジング５４内に固定されるモータハウジング４６を有している。モータハウジング４６はモータハウジング本体４６ａとモータエンドプレート４６ｂとからなる。モータハウジング本体４６ａは、中央に軸孔４６ｃをもつカップ状をなし、ハウジング５４に固定されている。このモータハウジング本体４６ａのステアリングシャフト１４側には、モータハウジング本体４６ａの開口部を塞ぐようにモータエンドプレート４６ｂが固定されている。モータハウジング本体４６ａの内周面にはステータ３４Ｓが固定され、ステータ３４Ｓ内にはステータ３４Ｓによって回転駆動されるロータ３４Ｒが設けられている。ロータ３４Ｒにはモータ軸３４Ａが固定され、モータ軸３４Ａはロータ３４Ｒの両端で軸方向に突出されている。また、モータ軸３４Ａの一端３４ａはモータエンドプレート４６ｂとの間に設けたボール軸受４８により支承されており、モータ軸３４Ａの他端３４ｂはモータハウジング本体４６ａの軸孔４６ｃとの間に設けたボール軸受５８により支承されている。これにより、モータ軸３４Ａはモータハウジング本体４６ａ、ハウジング５２、５４、５６に対して同軸で回転可能になっている。このモータ軸３４Ａのスパイラルケーブルユニット７０側の一端３４ａは、ロック機構３８によりハウジング５２、５４、５６に固定可能になっている。他方、モータ軸３４Ａの他端３４ｂは波動歯車機構４０に接続されている。
【００１５】
波動歯車機構４０はハーモニックドライブ（登録商標）により構成されている。波動歯車機構４０は、モータ軸３４Ａの他端３４ｂが嵌入されてモータ軸３４Ａと一体回転可能なウェーブジェネレータ６４を有している。このウェーブジェネレータ６４は、軸直角断面が略楕円形状のカム６４ａと、このカム６４ａの外周に設けられたボール軸受６４ｂとからなる。軸受６４ｂの内輪はカム６４ａの外周に固定されており、ボール軸受６４ｂの外輪はボールを介して弾性変形可能である。ウェーブジェネレータ６４の外周にはボール軸受６４ｂの外輪と一体的に弾性変形可能な環状のフレクスプライン６６が設けられている。このフレクスプライン６６の外周には外歯６６ａが形成されている。また、ハウジング５４内のモータ３４側には環状のステイサーキュラスプライン６８が形成されている。ステイサーキュラスプライン６８の内周にはフレクスプライン６６の外歯６６ａの歯数（１００）より多い歯数（１０２）の内歯６８ａが形成され、これによりステイサーキュラスプライン６８はフレクスプライン６６と噛合している。さらに、ハウジング５４内のピニオンシャフト１６側にはステイサーキュラスプライン６８と隣接して環状のドライブサーキュラスプライン６９が軸受メタル５４ａを介して回転可能に支承されている。ドライブサーキュラスプライン６９の内周にはフレクスプライン６６の外歯６６ａと同数（１００）の内歯６９ａが形成され、これによりドライブサーキュラスプライン６９もフレクスプライン６６と噛合している。モータハウジング本体４６ａと波動歯車機構４０との間には保護プレート６７が設けられている。そして、ドライブサーキュラスプライン６９にはピニオンシャフト１６の上端１６ａが固定されている。
【００１６】
即ち、ステアリングシャフト１４と共にハウジング５２、５４、５６が回転するように構成されており、上述したハーモニックドライブ（登録商標）からなる波動歯車機構４０により、ステアリングシャフト１４の回転は、５０／５１にされてピニオンシャフト１６を回転させる。一方、上述したようにサーボモータ３４の回転は、（１／５０）×（５０／５１）に減速されてピニオンシャフト１６を回転させる。このサーボモータ３４によるピニオンシャフト１６の回転に伴って左右の操舵輪２６，２６の切れ角が変更される。
【００１７】
図１に示すように、アクチュエータ３０のサーボモータ３４は、ＥＣＵ８０により制御される。ＥＣＵ８０は、ＣＰＵ８２、ＥＥＰＲＯＭ８４、ＲＯＭ８６、ＲＡＭ８８及びサーボモータ３４を駆動するモータ駆動回路９０を備える。ＥＣＵ８０には、車速センサ９２からの車速Ｖ、ステアリングシャフト１４側に取り付けられた舵角センサ９４からの舵角θss、サーボモータ３４に取り付けられたモータ角度センサ３６からのモータ角度θm等の運転情報が取り込まれている。そして、ＥＣＵ８０は、ステアリング１２の舵角θssに対する操舵輪２６の切れ角が運転状況に応じて変化するように、サーボモータ３４を駆動している。
【００１８】
ここで、モータ駆動回路９０からサーボモータ３４への給電、モータ角度センサ３６からのモータ角度θmの伝送等は、スパイラルケーブルユニット７０内のフレキシブル・フラット・ケーブル７１を介して行われる。このスパイラルケーブルユニット７０の構成について、図３の断面図を参照して更に詳細に説明する。
【００１９】
スパイラルケーブルユニット７０は、ステアリングシャフト１４の下端１４ａを保持するための嵌入孔７２ａが形成されたロテータ部７２と、ステータ部７３とを備え、ステータ部側には、外部ターミナルへの接続用のターミナル端子７４が固定され、該ターミナル端子７４には、フレキシブル・フラット・ケーブル７１の始端７１ｓが接続されている。一方、ロテータ部７２には接続端子７５が固定され、該接続端子７５には、フレキシブル・フラット・ケーブル７１の終端７１ｅが接続され、サーボモータ３４側への電力線７５ａが引き出されている。
【００２０】
図１中に示すステアリング１２からピニオンギヤ１８に向かって前下がりにアクチュエータ３０は配置されている。即ち、図３中に示すスパイラルケーブルユニット７０は、図中の右が下側に来るように配置されている。ここで、ロテータ部７２のフレキシブル・フラット・ケーブル側側壁には、弾性コーティング７６ａが施された支持板７６が配置されている。該弾性コーティング７６ａは、例えば、ウレタンビーズ（粒子径５〜１５μｍ）を内包したフッ素系コーティング（厚み５〜２０μｍ）、或いは、ＮＢＲゴムビーズを内包したモリブデン系コーティングからなる。下側となる支持板７６上に、フレキシブル・フラット・ケーブル７１は自重で当接している。
【００２１】
一方、該支持板７６の対向面となるステータ部７３の立壁の内周側には、防振シート７７が貼り付けられている。防振シート７７は、例えば、厚みが、０．８mm程度で、ウレタンにＰＥＴシートを被覆してなる。自重で支持板７６側に当接しているフレキシブル・フラット・ケーブル７１と防振シート７７との間には、所定（例えば、１mm程度）のクリアランスが設けられ、フレキシブル・フラット・ケーブル７１が支持板７６上に摺動することを可能ならしめている。
【００２２】
フレキシブル・フラット・ケーブル７１は、渦状に７回巻回され、スパイラルケーブルユニット７０内に収容されている。ここで、ステアリング１２は、左右方向へそれぞれ２．５回転、合計５回転できるように設定されており、スパイラルケーブルユニット７０は、渦巻き状に配置されたフレキシブル・フラット・ケーブル７１が支持板７６上に摺動することで、ステータ部７３を固定した状態で、ステアリング１２の回転に伴うロテータ部７２の回転を可能にしている。
【００２３】
一方、車両走行時の振動が、スパイラルケーブルユニット７０の軸線Ｘに沿って発生すると、スパイラルケーブルユニット７０が上下方向に揺すられて、フレキシブル・フラット・ケーブル７１が支持板７６と防振シート７７との間で、衝突を繰り返すことになる。
【００２４】
第１実施形態では、フレキシブル・フラット・ケーブル７１が重力により当接する支持板７６の表面に弾性コーティング７６ａを施してあるので、弾性コーティング７６ａの弾力性で、支持板７６とフレキシブル・フラット・ケーブル７１との間で振動に起因し発生する打撃音を緩衝することができる。また、支持板７６上でステアリング操作に伴い常時発生するフレキシブル・フラット・ケーブル７１の摺動音を低減することができる。ここで、フレキシブル・フラット・ケーブル７１はステアリング１２の回動に伴い支持板７６上を常時摺動するが、弾性コーティング７６ａは強固に支持板７６に固着し、表面が平滑で滑り易いため、フレキシブル・フラット・ケーブル７１の摺動により弾性コーティング７６ａが剥離することがない。
【００２５】
弾性コーティング７６ａは、ウレタンビーズを内包したフッ素系コーティング又はＮＢＲゴムビーズを内包したモリブデン系コーティングであり、弾性を備えながら強固に支持板７６ａに固着することができるため、フレキシブル・フラット・ケーブル７１の摺動により剥離することがない。
【００２６】
また、フレキシブル・フラット・ケーブル７１が重力により当接する弾性コーティング７６ａの施された面の対向面（ステータ部側壁内面）に防振シート７７を配置してある。対向面は、自重で当接面上にあるフレキシブル・フラット・ケーブル７１と離れており（クリアランスが大きい）、振動が加わった際に、フレキシブル・フラット・ケーブル７１が大きな慣性力を蓄えた状態で当たることになる。この対向面に、厚く（例えば０．８mm）大きな緩衝力を備える防振シート７７を備えることで、振動に起因し発生する打撃音を緩衝することができる。ここで、フレキシブル・フラット・ケーブル７１は防振シート７７に常時摺動する訳ではないので、フレキシブル・フラット・ケーブル７１によって防振シート７７が剥離することがない。
【００２７】
防振シート７７は、ウレタンにＰＥＴシートを被覆してなるため、ウレタンの厚みを厚くすることで、大きな緩衝力を備えることができ、フレキシブル・フラット・ケーブル７１が大きな慣性力を有した状態で当たる対向面（ステータ部側壁内面）で、振動に起因し発生する打撃音を緩衝することができる。また、ウレタンに滑りの良いＰＥＴシートを被覆しているので、ステアリング操作に伴い常時発生するフレキシブル・フラット・ケーブルの摺動音を低減することが可能である。
【００２８】
第１実施形態の操舵系伝達比可変装置は、上記スパイラルケーブルユニット７０を備えるため、車両走行中の振動に起因してステアリング系で発生する打撃音を緩衝することができる。
【００２９】
[第２実施形態]
図４を参照して第２実施形態に係る操舵系伝達比可変装置について説明する。
図３を参照して上述した第１実施形態では、支持板７６の上に直接弾性コーティング７６ａが施されていた。これに対して、第２実施形態では、支持板７６に、弾性コーティング７６ａが既に施された防振シート７７が貼り付けられている。
【００３０】
第２実施形態では、フレキシブル・フラット・ケーブル７１が重力により当接す支持板７６の弾性コーティング７６ａは、防振シート７７の上に施されており、弾性コーティング７６ａ上を滑動することによりフレキシブル・フラット・ケーブル７１が常時摺動しても剥離が生ぜず、厚みの厚い防振シート７７によって振動に起因し発生する打撃音を最小にできる。
【００３１】
[第３実施形態]
図５を参照して第３実施形態に係るスパイラルケーブルユニット１７０について説明する。第１、第２実施形態では、フレキシブル・フラット・ケーブルが操舵系伝達比可変装置に用いられた。これに対して、第３実施形態では、フレキシブル・フラット・ケーブルがエアバックへの信号線を収容するために用いられている。
【００３２】
図５は、第３実施形態に係るスパイラルケーブルユニット１７０の横断面を示している。
ステータ部１７３とロテータ部１７２との間にフレキシブル・フラット・ケーブル１７１が収容され、フレキシブル・フラット・ケーブルの始端１７１ｓは、外部端子１７４に接続され、フレキシブル・フラット・ケーブルの終端１７１ｅは、内側端子１７５に接続されている。
【００３３】
この第３実施形態においても、フレキシブル・フラット・ケーブル１７１が自重で当接する面には、弾性コーティングが施され、また、該当接面に対向する面には防振シートが配置され、スパイラルケーブルユニット１７０内での打撃音の発生を防いでいる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
上述した実施形態では、フレキシブル・フラット・ケーブルが車両に搭載される場合を例に挙げたが、本発明のフレキシブル・フラット・ケーブルは、例えば、ロボット、研削盤等の工作機械、或いは、種々の機械にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る操舵系伝達比可変装置の説明図である。
【図２】アクチュエータの部分破断図である。
【図３】図２中のスパイラルケーブルユニットを拡大して示す断面図である。
【図４】第２実施形態に係るスパイラルケーブルユニットの縦断面図である。
【図５】第３実施形態に係るスパイラルケーブルユニットの横断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  操舵系伝達比可変装置
１２  ステアリング
３０  アクチュエータ
３４  モータ
４０  波動歯車機構
７０  スパイラルケーブルユニット
７１  フレキシブル・フラット・ケーブル
７１ｓ  始端
７１ｅ  終端
７２  ロテータ部
７３  ステータ部
【図１】
2007066550.tif 000003
【図２】
2007066550.tif 000004
【図３】
2007066550.tif 000005
【図４】
2007066550.tif 000006
【図５】
2007066550.tif 000007